Какова электроёмкость этого конденсатора, если его заряд составляет 300 микрокулонов и энергия равна 30 джоулей?
Исчерпывающий ответ:
Инструкция:
Электроёмкость (C) конденсатора определяется отношением заряда (Q), хранящегося на нем, к напряжению (V), которое он создает:
[C = frac{Q}{V}]
В данной задаче у нас есть заряд (Q) равный 300 микрокулонам (300 μC) и энергия (W) равная 30 джоулям (30 J). Мы также знаем, что энергия конденсатора связана с его емкостью и напряжением по формуле:
[W = frac{1}{2}CV^2]
Мы можем использовать эту формулу для определения напряжения (V), а затем использовать первую формулу для расчета электроёмкости (C). Первым шагом найдем напряжение:
[30 J = frac{1}{2}C cdot V^2]
[V^2 = frac{2 cdot 30 J}{C}]
[V^2 = frac{60 J}{C}]
[V = sqrt{frac{60 J}{C}}]
Теперь, зная напряжение, мы можем найти электроёмкость:
[C = frac{Q}{V} = frac{300 cdot 10^{-6} C}{sqrt{frac{60 J}{C}}}]
Пример использования:
Задача:
Совет:
Для решения подобных задач всегда начинайте с известных формул и выражений, а затем подставляйте известные значения. Осторожно следите за единицами измерения.
Упражнение:
Если заряд конденсатора составляет 500 микрокулонов и его напряжение равно 10 вольтам, какова его электроёмкость?